มวลเป็นที่พักทางกายภาพแสดงให้เห็นจำนวนของเรื่องที่มีร่างกายหรืออนุภาค ต้องขอบคุณที่เราสามารถโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมของเราและไม่ว่าอะตอมหรืออนุภาคจะดูเล็กหรือน้อยเพียงใดการรวมตัวกันระหว่างพวกมันจะทวีคูณผลกระทบของมันจนจับต้องได้

วัตถุทั้งหมดมีมวลสัมพันธ์กัน บางชนิดมีน้ำหนักเบาหรือไม่มีน้ำหนักในขณะที่บางชนิดมีขนาดใหญ่หรือใหญ่มาก ทางกายภาพของมวลมีความลับมากมายรวมทั้งคำจำกัดความที่เกี่ยวพันกันมากมาย ในทางกลับกันทางเคมีไม่มีอะไรมากไปกว่าการวัดที่จะนำมาพิจารณาเมื่อทำการสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมหรือในการวิเคราะห์กราวิเมตริก

มวลของเต่าหินนี้เท่ากันโดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งในจักรวาลและแรงโน้มถ่วงที่มันประสบ ที่มา: fotoerich ผ่าน Pixabay

ในทำนองเดียวกันโหมดและสูตรที่ใช้ในการคำนวณมวลจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ที่พิจารณา (ความโน้มถ่วงแม่เหล็กไฟฟ้าความเฉื่อยควอนตัม ฯลฯ ) แต่ท้ายที่สุดแล้วค่าของมันจะเท่ากันเสมอเนื่องจากเป็นค่าคงที่ ณ จุดใด ๆ ในจักรวาล (เว้นแต่ในกระบวนการนั้นส่วนหนึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงาน)

อิเล็กตรอนโปรตอนนิวตรอนอะตอมโมเลกุลดาวเคราะห์ดวงดาวและกาแลคซีมีค่ามวลซึ่งประกอบด้วยสสารหลายประเภท คำถามเหล่านี้เกิดขึ้นที่ไหนและอย่างไรเป็นคำถามที่ฟิสิกส์อุทิศตัวเองอย่างต่อเนื่องเพื่อตรวจสอบคำตอบของมัน

แนวคิด

สารเคมี

ในทางเคมีมวลคือปริมาณของสสารที่สสารหรือสารประกอบบางชนิดมีอยู่ ไม่มีความเกี่ยวข้องมากไปกว่าความเข้มข้นหรือการรับรู้ระดับโมเลกุลเกี่ยวกับปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาหรือในการพัฒนาวัสดุที่มีคุณสมบัติทางเพศ แต่ใช่ในประสิทธิภาพของสิ่งเหล่านี้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลและคุณสมบัติทางกายภาพของพวกมัน ในห้องปฏิบัติการมวลจะถูกวัดด้วยมาตราส่วนหรือเครื่องชั่ง

กายภาพ

แม้ว่าแนวความคิดในทางกายภาพจะเหมือนกัน แต่รูปแบบมวลมีลักษณะที่โดดเด่นในกฎทั้งหมด ตัวอย่างเช่นคำจำกัดความตามกฎข้อที่สองของนิวตันประกอบด้วยความต้านทานที่ร่างกายต่อต้านการเร่งความเร็วภายใต้การกระทำของแรง

ยิ่งวัตถุหรือร่างกาย (วาฬ) มีขนาดใหญ่และ "หนัก" มากเท่าไหร่ก็ยิ่งยากที่จะเร่งความเร็วไปในทิศทางเดียวในอวกาศ สิ่งที่ตรงกันข้ามเกิดขึ้นกับร่างกายน้ำหนักเบา (พอร์ตโฟลิโอ)

นอกจากนี้มวลยังถูกเข้าใจว่าเป็นตัวชี้วัดว่าร่างกายมีปฏิสัมพันธ์กับสนามโน้มถ่วงมากแค่ไหนและในอดีตสามารถทำให้เสียรูปทรงได้มากเพียงใด นี่คือสิ่งที่รู้ได้จากน้ำหนักความแตกต่างของน้ำหนักของวัตถุเดียวกันบนดาวเคราะห์หรือภูมิภาคต่างๆของคอสมอส

มวลยังเป็นผลลัพธ์ในปัจจุบันของปฏิสัมพันธ์หรือความใกล้ชิดที่อนุภาคพบในสนามฮิกส์ที่ล้อมรอบทั้งจักรวาล

คุณสมบัติของแป้ง

มวลเป็นคุณสมบัติที่กว้างขวางเนื่องจากขึ้นอยู่กับปริมาณของสสารซึ่งแสดงเป็นหน่วยกรัม (g) หรือกิโลกรัม (กก.) มันคงที่ตราบเท่าที่มันไม่เข้าใกล้ความเร็วแสงดังนั้นจึงไม่สำคัญว่าสนาม (ความโน้มถ่วงอิเล็กทรอนิกส์แม่เหล็ก ฯลฯ ) จะใหญ่แค่ไหน

นอกจากนี้ยังเป็นปริมาณสเกลาร์และหนึ่งในเจ็ดปริมาณพื้นฐาน มวลช่วยให้สสารมีอยู่เช่นนี้และแสดงลักษณะทั้งหมดที่ศึกษาโดยการวิเคราะห์ทางกายภาพหรือทางเคมี

มวลที่รู้จักน้อยที่สุดในทางเคมีคือของอิเล็กตรอน (9.1 · 10 ^-31กก.) อะตอมทั้งหมดที่มีมวลน้อยมากควรแสดงในรูปของหน่วยมวลอะตอม (amu) ซึ่งมีค่าตัวเลขเท่ากับกรัมโดยใช้แนวคิดเรื่องจำนวนและโมลของอโวกาโดร

คุณสมบัติของมวลในทางเคมีไม่ได้หนีไปจากธรรมดา ในทางฟิสิกส์นิวเคลียสอะตอมของสสารสามารถย่อยสลายโดยปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมาซึ่งนำไปสู่การฝ่าฝืนกฎการอนุรักษ์มวล

สูตรมวลและวิธีคำนวณ

ทางร่างกาย

ขึ้นอยู่กับระบบและกฎหมายที่ควบคุมมวลสามารถคำนวณได้จากสูตรต่างๆ ตัวอย่างเช่นเท่าที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์ของนิวตันมวลจะคำนวณโดยการวัดความเร่งที่ร่างกายได้รับภายใต้แรงที่วัดได้:

ม = F / a

การรู้น้ำหนักและความเร่งที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง:

ม = W / g

หรือพลังงานจลน์ของวัตถุ:

ม = 2E _c / v ²

อีกทางเลือกหนึ่งคือการทราบความหนาแน่นของวัตถุและปริมาตรของวัตถุ:

m = dV

ด้วยวิธีนี้มวลของร่างกายสามารถคำนวณได้อย่างง่ายดายโดยการคูณความหนาแน่นด้วยปริมาตรในกรณีที่ไม่สามารถวางบนมาตราส่วนได้

สารเคมี

เท่าที่เกี่ยวข้องกับเคมีมวลจะถูกกำหนดโดยใช้ความสมดุลหลังหรือก่อนการทดลองเสมอ แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะไม่ใช่กราวิเมตริกเป็นหลักก็ตาม

อย่างไรก็ตามเป็นเรื่องปกติที่จะคำนวณว่าจะต้องชั่งรีเอเจนต์เท่าใดในเครื่องชั่งเพื่อให้ได้โมลจำนวนหนึ่งหรือความเข้มข้นเมื่อละลายในตัวทำละลาย เรามี:

M = m / n

โดยที่ M คือมวลโมลาร์ m มวลของสิ่งมีชีวิตและ n จำนวนโมล แต่เป็นที่ทราบกันดีว่าโมลาริตีคือ:

c = n / V

เนื่องจากทราบปริมาตร V ของสารละลายที่ต้องเตรียมเช่นเดียวกับความเข้มข้น c จึงคำนวณและแทนที่ในสูตรมวลโมลาร์เพื่อให้ได้มวลของรีเอเจนต์ที่จะชั่ง

ตัวอย่าง

มวลไทเทเนียม

มีตัวอย่างไทเทเนียมที่มีปริมาณ 23,000 ซม. เป็น3 เมื่อทราบว่าความหนาแน่นเท่ากับ 4.506 g / cm³ให้คำนวณมวลของตัวอย่างนี้

สูตรสำหรับความหนาแน่นคือ:

d = m / V

การหามวลที่เรามี:

m = dV

ดังนั้นคุณจะต้องคำนวณโดยการแทนที่ตัวแปรสำหรับค่าที่กำหนด:

m = (4.506 g / cm³) (23,000 ซม. ³ )

= 103.638 ก. หรือ 103.64 กก

มวลโพแทสเซียมไดโครเมต

คุณต้องการเตรียมสารละลายโพแทสเซียมไดโครเมต 250 มล. K ₂ Cr ₂ O _{7 ที่}มีความเข้มข้น 0.63 M (mol / L) คำนวณว่าควรชั่งK ₂ Cr ₂ O ₇เท่าไรในเครื่องชั่ง มวลโมลาร์ของ K ₂ Cr ₂ O ₇คือ 294.185 g / mol

จากสูตร

c = n / V

เราลบไฝ:

n = c V.

= (0.63 ม.) (0.250 ลิตร)

= 0.1575 โมล K ₂ Cr ₂ O ₇

เมื่อทราบโมลที่ต้องอยู่ในสารละลาย 250 มิลลิลิตรโดยใช้มวลโมลาร์ของ K ₂ Cr ₂ O ₇ จะพิจารณาว่ามวลเท่าใดที่สอดคล้องกับปริมาณของสสารนี้:

M = m / n

m = Mn

= (294.185 กรัม / โมล) (0.1575 โมล K ₂ Cr ₂ O ₇ )

= 46.3341 ก

ดังนั้น K ₂ Cr ₂ O ₇จำนวน 46.3341 กรัมจะถูกชั่งบนเครื่องชั่งละลายและถ่ายโอนในตัวทำละลายตามลำดับไปยังบอลลูนขนาด 250 มล.

มวลของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ

• ปรอท (ดาวเคราะห์): 3.302 x 10ˆ23 กก.
• ดาวศุกร์ (ดาวเคราะห์): 4.8685 x 10ˆ24 กก.
• โลก (ดาวเคราะห์): 5, 9736 x 10ˆ24 กก.
• ดาวอังคาร (ดาวเคราะห์): 6.4185 x 10ˆ23 กก.
• ดาวพฤหัสบดี (ดาวเคราะห์): 1.899 x 10ˆ27 กก.
• ดาวเสาร์ (ดาวเคราะห์): 5.6846 x 10ˆ26 กก.
• ดาวยูเรนัส (ดาวเคราะห์): 8.6832 x 10ˆ25 กก.
• ดาวเนปจูน (ดาวเคราะห์): 1.0243 x 10ˆ26 กก.
• ดาวพลูโต (ดาวเคราะห์แคระ): 1,305 +/- 0,0007 x 10ˆ22 กก.

มวลของดาวเทียมบางดวงในระบบสุริยะ

• ดวงจันทร์: 7.349 x 10ˆ22 กก.
• แกนีมีด: 1,482 x 10ˆ23 กก.
• ไอโอ: 8.94 x 10ˆ22 กก.
• ยูโรปา (ดาวเทียมของดาวพฤหัสบดี): 4.80 x 10ˆ22 กก.
• ไททัน: 1.345 x 10ˆ23 กก.
• Rhea: 2.3166 x 10-21 กก.
• Iapetus: 1.9739 x 10ˆ21 กก.
• Hyperion: 1.08 x 10ˆ19 กก.
• เอนคาลาดัส: 1.08 x 10ˆ20 กก.
• มิมาส: 3.752 x 10ˆ19 กก.
• แอเรียล: 1.35 x 10ˆ21 กก.
• ไททาเนีย: 3,526 x 10ˆ21 กก.
• Oberon: 3.014 x 10ˆ21 กก.

ชุดสูท

• ชุดประดาน้ำ: ประมาณ 20 กก.
• ชุดนักผจญเพลิง: ระหว่าง 10 กก. ถึง 25 กก.
• ชุดนักบินอวกาศ: 130 กก.

เครื่องมืองานไม้มวล

• ค้อน: ระหว่าง 600 กรัมถึง 2 กก.
• มะนาว: 100 กรัม
• Handsaw: ระหว่าง 500 กรัมถึง 1 กก.
• คีม: 500 gr.

มวลลูกบอล

• ลูกแฮนด์บอล: 450 กรัม
• ลูกวอลเลย์บอล: 275 กรัม
• ลูกบาสเก็ตบอล: 600 กรัม
• ลูกฟุตบอล: 400 กรัม

งานสถาปัตยกรรมจำนวนมาก

• Cheops Pyramid: 5750000 ตัน
• หอเอนเมืองปิซา: 14,700 ตัน
• หอไอเฟล: 7300 ตัน
• เทพีเสรีภาพ: 225 ตัน

มวลเฉลี่ยของมนุษย์

• ทารกแรกเกิด: 3, 4 กก.
• เด็ก 5 ขวบ: 18 กก.
• เด็กหญิง 5 ขวบ: 17 กก.
• เด็กชายอายุ 15 ปี: 47 กก.
• เด็กหญิงอายุ 15 ปี: 45 กก.
• ชายอายุ 30 ปีน้ำหนัก 73 กก.
• หญิงอายุ 30 ปี: 58 กก.

มวลเฉลี่ยของเครื่องดนตรี

• กีต้าร์โปร่ง 2.5 กก.
• กีตาร์ไฟฟ้า: 3 กก.
• ไวโอลิน: ระหว่าง 440 กรัมถึง 500 กรัม
• Violincello: ระหว่าง 4 กก. ถึง 8 กก
• แกรนด์เปียโน: ระหว่าง 400 กก. ถึง 650 กก.
• เบบี้แกรนด์เปียโน: ระหว่าง 220 กก. ถึง 350 กก.

มวลเฉลี่ยของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

• กล้องถ่ายรูป (ไม่ใช่มืออาชีพ): ระหว่าง 150 gr ถึง 250 gr.
• เซลล์: 100 กรัม
• ไมโครเวฟ: 16 กก.
• แล็ปท็อป: ระหว่าง 1.5 กก. ถึง 3 กก.
• โทรทัศน์: ระหว่าง 12 กก. ถึง 30 กก.
• เครื่องซักผ้า: ระหว่าง 70 กก. ถึง 100 กก.

มวลเฉลี่ยของการขนส่ง

• รถบัส: ระหว่าง 11400 กก. ถึง 18100 กก.
• รถยนต์: ระหว่าง 1,000 กก. ถึง 1300 กก.
• เครื่องบิน: 178,750 กก. (ว่าง) และ 397,000 กก. (เต็ม)
• จักรยาน: ระหว่าง 6 กก. ถึง 7 กก.
• รถจักรยานยนต์: ระหว่าง 80 กก. ถึง 93 กก.
• สเก็ตบอร์ด: ระหว่าง 900 กรัมถึง 1,500 กก.
• รถไฟ: ระหว่าง 40 ถึง 100 ตัน

มวลเฉลี่ยของเสื้อผ้า

• เสื้อยืด: 180 กรัม
• กางเกงยีนส์: ระหว่าง 450 กรัมถึง 550 กรัม
• เสื้อกันหนาว: 350 กรัม
• รองเท้าเข้าชุด: ระหว่าง 1 กก. ถึง 1.3 กก
• รองเท้าแตะ: 250 กรัม
• รองเท้าสั้น: 400 กรัม
• รองเท้าหนัง: 1,500 กรัม
• เข็มขัด: 60 กรัม
• ถุงน่อง: 10 กรัม
• กระสอบขนสัตว์: 600gr.
• เสื้อหนาว: 800 กรัม
• เสื้อสวมหัว: 500 กรัม
• เลกกิ้ง: 300 กรัม

มวลเฉลี่ยของผลไม้บางชนิด

• มะนาว: 40 กรัม
• มะม่วง: 200 กรัม
• ส้ม: 125 กรัม
• พีช: 100 กรัม
• กล้วย: 150 กรัม
• แอปเปิ้ล: 180 กรัม
• ลูกแพร์: 180 กรัม
• มะเขือเทศ: 150 กรัม

มวลเฉลี่ยของผักบางชนิด

• แครอท: 80 กรัม
• บีทรูท: 60 กรัม
• มันฝรั่ง: 150 กรัม
• หัวหอม: 100 กรัม

มวลเฉลี่ยของสุนัขบางตัว

• Bulldog: ระหว่าง 18 กก. ถึง 25 กก.
• พุดเดิ้ล: 15 กก.
• Carlino pug: ระหว่าง 6.3 กก. ถึง 10.5 กก.
• Cocker Spanish: ระหว่าง 12 กก. ถึง 16 กก.
• ดัลเมเชียน: ระหว่าง 16 กก. ถึง 32 กก.
• เยอรมันเชพเพิร์ด: ระหว่าง 22 กก. ถึง 40 กก.
• หมาป่าไซบีเรีย: ระหว่าง 16 กก. ถึง 27 กก.
• ชิวาวา: ระหว่าง 1.5 ถึง 3 กก.